KR20050019396A

KR20050019396A - 슈레다더스트를 이용한 성형품 및 그의 제조방법

Info

Publication number: KR20050019396A
Application number: KR1020030057130A
Authority: KR
Inventors: 신화준
Original assignee: 동명산업 주식회사
Priority date: 2003-08-19
Filing date: 2003-08-19
Publication date: 2005-03-03

Abstract

본 발명은 슈레다더스트를 이용한 성형품 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 슈레다더스트를 트롬멜선별기에서 선별하고 부피가 큰 협잡물은 파쇄기에서 50∼100㎜이하로 파쇄하여 혼합믹서로 유입시키는 전처리공정; 상기 슈레다더스트가 유입된 혼합믹서를 100∼150℃로 가열한 후 수지로 된 바인더를 투입하여 용융시키고 교반시키는 혼합공정; 상기 혼합공정을 통하여 겔상태로 된 슈레다더스트와 수지 혼합물을 분배기를 통하여 일정한 양씩 성형기에 넣고 7㎏/㎠의 압력으로 압축시켜 성형하는 후처리공정;으로 이루어져서, 지금까지 매립 또는 소각 처리하여 여러가지 공해문제를 야기시키던 슈레다더스트를 이용하여 원자재비용이 들지 않는 성형품을 제공할 수 있게 함으로써 자원절감이라는 경제적 효과뿐만 아니라 점차 심각해지고 있는 환경문제에 보다 큰 역할을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

슈레다더스트를 이용한 성형품 및 그의 제조방법{goods using shredder-dust and producing method thereof}

본 발명은 슈레다더스트를 이용한 성형품 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

전세계적으로 산업의 비약적인 발전과 개발에 따라 환경은 황폐화되고 폐기물로 전 지구가 뒤덮일 지경에 이르렀을 뿐만 아니라 자원도 점차 고갈되고 있는 실정이다. 이러한 기술개발의 부정적 영향에 자동차산업이 상당부분 기여하고 있다.

자동차산업은 한 나라의 국민경제와 기술수준을 평가하는 대표적인 산업으로서 산업구조의 고도화와 경제성장에 결정적인 역할을 담당하고 있다. 국내 자동차산업은 1987년 이후 세계 10위권의 생산국으로 진입했으며 현재는 미국, 일본, 독일, 프랑스에 이어 세계 5번째의 자동차 생산국으로 부상하였다. 국내 자동차 수요가 신장세를 보이면서 폐차율 또한 매년 빠른 증가추세를 나타내고 있다.

최근에는 관련 법률이 제정될 정도로 자원절약과 재활용에 대한 관심과 노력이 높아지고 있으며 특히 자동차 폐기물의 재활용에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 노력의 일환으로, 자동차를 폐차시킬 때 폐차과정 중 발생되는 폐기물들을 재활용하여 원천적으로 폐기물량 자체를 감소시키고 그 후에도 발생되는 폐기물은 열 또는 전기와 같은 다른 에너지원으로 전환시킨다.

폐차과정을 살펴보면, 연료나 오일을 수거하는 탈유공정, 배터리나 타이어를 분리하는 1차해체공정, 재사용 가능한 부품을 분리시키는 2차해체공정, 엔진, 변속기, 전후차축을 분해하여 고철과 비철로 분리하는 3차해체공정, 마지막으로 차체를 압축하고 파쇄한 후 고철과 비철 및 슈레다더스트로 분리시키는 공정으로 마무리된다. 상술된 것과 같이 재사용 가능한 부품은 리사이클링 부품으로서 재사용되고 배터리, 타이어, 고철, 비철은 리사이클링 재료로서 재활용되며, 슈레다더스트는 매립 또는 소각된다. 각국 자동차업계는 최근 주요테마로서 슈레다더스트의 감량화라는 측면에서 재료 리사이클을 추진하고 있다.

이와 같은 노력으로 감량된 슈레다더스트는 통상 차체 중량의 약30％를 차지할 정도로 적지않은 양이 발생되며 매립 또는 소각되는 방법으로 폐기되었다.

그러나, 소각에 의한 슈레다더스트의 처리는 다이옥신과 같은 유해가스가 발생되어 대기를 오염시키고, 소각 잔재에서 발생하는 고독성 황화합물의 제거를 위해 세정제와 폐수처리를 위한 추가설비 및 그 비용이 요구되는 문제점이 있었다.

또한, 매립에 의한 슈레다더스트의 처리는 매립장 확보의 어려움과 매립장 부근의 심한 토양오염 등 여러가지 공해문제가 발생하였다.

따라서, 본 발명은 상술된 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 환경오염 및 국토보존에 미치는 여러가지 문제점을 감소시키며 슈레다더스트 처리에 따른 비용, 노력, 부대시설의 소비를 절감시킬 뿐 아니라 원자재비용이 들지 않는 제품을 생산하여 수익을 올릴 수 있는 슈레다더스트를 이용한 성형품 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 슈레다더스트를 이용한 성형품 제조방법은 슈레다더스트를 트롬멜선별기에서 선별하고 부피가 큰 협잡물은 파쇄기에서 50∼100㎜이하로 파쇄하여 혼합믹서로 유입시키는 전처리공정, 상기 슈레다더스트가 유입된 혼합믹서를 100∼150℃로 가열한 후 수지로 된 바인더를 투입하여 용융시키고 교반시키는 혼합공정, 상기 혼합공정을 통하여 겔상태로 된 슈레다더스트와 수지 혼합물을 분배기를 통하여 일정한 양씩 성형기에 넣고 7㎏/㎠의 압력으로 압축시켜 성형하는 후처리공정으로 이루어진다.

본 발명의 슈레다더스트를 이용한 성형품 제조방법은, 상기 혼합믹서에 유입된 슈레다더스트에 스폰지, 섬유, 기타물질이 많이 함유되어 있는 경우에는 혼합믹서의 온도를 130∼150℃로 하고, 플라스틱이 많이 함유되어 있는 경우에는 혼합믹서의 온도를 100∼130℃로 하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 혼합공정에서 혼합믹서는 마찰열과 열매체유를 사용하여 가열되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 혼합공정에서 교반은 고속교반방식 또는 이동믹서방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 슈레다더스트를 이용한 성형품은 슈레다더스트를 트롬멜선별기에서 선별하고 부피가 큰 협잡물은 파쇄기에서 50∼100㎜이하로 파쇄하여 혼합믹서로 유입시키고, 혼합믹서의 온도를 100∼150℃로 가열한 후 수지로 된 바인더를 투입하여 용융시켜 교반시키고, 분배기를 통하여 일정한 양씩 성형기에 넣고 7㎏/㎠의 압력으로 압축·성형함으로써 제조된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 슈레다더스트를 이용한 성형품을 제조하는 방법을 나타내는 처리공정도이고, 도 2는 본 발명의 제조장치 중 혼합믹서의 가열 및 교반방법의 제1실시예를 보여주는 단면도이며, 도 3은 상기 혼합믹서의 가열 및 교반방법의 제2실시예를 보여주는 단면도이다.

도 1의 처리공정도에서 알 수 있는 바와 같이, 폐차과정에서 발생된 슈레다더스트는 저장호퍼에 투입되어 트롬멜(trommel)선별기로 이송된다. 트롬멜선별기로 이송된 슈레다더스트는 크기에 따라 선별되어 혼합믹서로 유입되는데, 부피가 큰 협잡물은 파쇄기로 보내져서 50∼100㎜이하로 파쇄된 후 혼합믹서로 유입된다.

상기 혼합믹서는 100∼150℃로 가열되어 그 내부에 유입된 슈레다더스트를 용융시킨다.

슈레다더스트는 성상이 거의 일정하며 함수율 10％정도로서 슈레다더스트의 주요 함유물질은, 표 1에서와 같이, 플라스틱류, 섬유, 고무, 기타(흙, 진흙, 유리, 스폰지)인데, 이중 특히 플라스틱류는 중량 대비 약 30％를 차지하나 용적으로 보면 약 50％를 차지하고 있다.

[표 1]

	플라스틱	섬유	고무	기타(흙,진흙,유리,스폰지)
중량비	27％	17％	7％	49％
용량비	53％	30％	4％	11％

상기 혼합믹서로 유입된 슈레다더스트에 스폰지, 섬유, 기타물질이 많이 함유되어 있는 경우에는 혼합믹서의 온도를 130℃이상, 바람직하게는 130∼150℃로 하는 것이 슈레다더스트를 완전히 용융시키기에 좋다.

한편, 슈레다더스트에 플라스틱이 많이 함유되어 있는 경우에는 혼합믹서의 온도를 130℃이하, 바람직하게는 100∼130℃로 하는 것으로 슈레다더스트를 용융시키기에 충분하다.

상기 온도로 가열된 혼합믹서에 수지로 된 바인더를 투입하여 용융시키고 교반시킨다.

본 발명에 따르면, 상기와 같이 슈레다더스트 및 수지를 용융시키고 교반시키는 혼합믹서에서는 그 가열 방법으로 교반수단에 의한 마찰열과 열매체유를 사용한다.

본 발명에 따른 교반수단은 고속교반방식 또는 이동믹서방식을 사용하는 것이 바람직하다. 고속교반방식과 이동믹서방식의 교반수단이 내재된 본 발명의 혼합믹서의 바람직한 실시예를 도 2 및 도 3에 도시한다.

먼저, 도 2에 나타낸 것과 같은 고속교반방식의 혼합믹서(40)는 그 하부에 회전날개(10)가 설치된다. 슈레다더스트와 수지 혼합물이 유입되면 외부에 위치된 전동기(M)에 의해 동력을 전달받은 회전날개(10)가 회전을 시작한다. 상기 회전날개(10)의 고속 회전으로 인해 원심력이 발생하고, 이 원심력에 의해 슈레다더스트와 수지가 유동하면서 마찰열이 발생된다. 상기 슈레다더스트와 수지 혼합물이 충분히 교반 및 혼합되면 출구(50)를 통하여 분배기로 이동된다.

도 3에 나타난 이동믹서방식의 혼합믹서(40′)는 상부 일측에 입구(51)가 위치되고 하부 일측에 출구(50′)가 위치되며 그 내부 중앙에 축이 설치되고 상기 축 상에 다수개의 회전날개(10′)가 설치된다. 상기 이동믹서방식의 혼합믹서(40′)에 슈레다더스트와 수지가 투입되면 혼합믹서(40′)의 입구(51)와 출구(50′)를 밀폐시키고 외부 동력에 의해 회전날개(10′)를 회전시킨다. 상기 회전날개(10′)의 고속 회전으로 인해 발생한 원심력에 의해 슈레다더스트와 수지가 유동하게 되면서 마찰열이 발생된다. 충분히 교반·혼합된 후, 상기 슈레다더스트와 수지 혼합물은 출구(50′)를 통하여 분배기로 이동된다.

상기 이동믹서방식의 혼합믹서(40′)는 다수의 회전날개(10′)에 의해 전체적으로 교반되므로 고속교반방식을 사용한 혼합믹서(40) 보다 교반 및 마찰열 발생 효율이 우수한 장점이 있다.

상기와 같은 교반수단이 설치된 혼합믹서(40,40′)는 그 외부를 둘러싸고 있는 열매체유관(30,30′)을 구비하며 상기 열매체유관(30,30′)에는 열매체유(20,20′)가 충전된다. 공지된 바와 같이 상기 혼합믹서(40,40′)의 내부에는 도파관이 설치되고, 상기 혼합믹서(40,40′)의 외부를 둘러싸고 있는 열매체유관(30,30′)에 충전된 열매체유(20,20′)는 방열기로 순환되며, 상기 혼합믹서의 일측에는 차폐시설로 밀폐된 캐비티를 설치하되, 이 캐비티에는 도파관으로 마이크로파를 발생시켜 열매체유를 가열하는 마그네트론이 내장된다. 상기 혼합믹서(40,40′)는 마이크로파가 쉽게 침투되는 비금속재로 제작되며, 특히 열매체유(20,20′) 가열온도에 충분히 견딜수 있는 합성수지, 유리 또는 세라믹등으로 제작됨이 바람직하다.

이러한 구성으로, 마그네트론에 의해 가열되는 열매체유를 순환시켜 가열이 이루어지도록 하면 에너지를 절약하고, 열매체유를 마이크로파로 가열하면 100℃이상에서도 증발하지 않는 특성으로 가열된 온도가 쉽게 식지 않고 유지될 수 있으며, 연료를 연소시키지 않으므로 환경오염이 없고, 연료탱크가 생략되어 작은 공간에 설치가 가능하며 안전하게 가동시킬 수 있는 좋은 장점이 있다.

이상과 같이 고속교반방식 또는 이동믹서방식으로 된 교반기를 구비한 혼합믹서에서는 마찰열과 열매체유에 의해 슈레다더스트와 수지로 된 바인더를 용융시켜 균질화 시킨다.

상기 혼합공정을 통하여 슈레다더스트와 수지로 된 바인더는 겔상태로 되며, 분배기를 통하여 일정한 양씩 성형기에 넣어진다. 성형기에 주입된 겔상태의 슈레다더스트와 수지혼합물은 7㎏/㎠의 압력으로 압축시켜 본 발명에 따른 슈레다더스트를 이용한 성형품을 완성한다.

[실시예]

폐차 후 수집된 슈레다더스트를 저장호퍼에 투입하여 일정한 양씩 트롬멜선별기로 보내지게 하였다. 슈레다더스트는 트롬멜선별기에서 크기별로 선별되어 50㎜이하는 곧바로 혼합믹서(40)로 보내지고 부피가 큰 협잡물은 파쇄기로 보내져서 50㎜이하로 파쇄된 다음 혼합믹서(40)로 유입되었다.

상기 혼합믹서(40)는 마이크로파가 쉽게 침투될 수 있도록 세라믹으로 제작된 것을 사용하였으며, 내부에는 교반기로서 회전날개(10)가 구비된 고속교반방식을 사용하였고, 혼합믹서(40)의 외부를 둘러싸고 있는 열매체유관(30)에 방열기로 순환되는 열매체유(20)를 충전하였다. 상기 혼합믹서(40)의 일측에 차폐시설로 밀폐된 캐비티를 설치하되, 이 캐비티에 도파관으로 마이크로파를 발생시켜 열매체유(20)를 가열하는 마그네트론이 내장되게 하였다.

상기 슈레다더스트가 유입된 혼합믹서(40)를 밀폐시키고 그 내부에 구비된 회전날개(10)를 회전시켰다. 상기 회전날개(10)의 고속 회전으로 인해 발생한 원심력으로 슈레다더스트가 유동하면서 마찰열이 발생되었다. 또한 혼합믹서(40)의 외부를 둘러싼 열매체유(20)에 의해 혼합믹서(40)가 130℃로 가열되었다. 여기에 수지로 된 바인더를 투입하였다. 상기 회전날개(10)의 연속적인 고속 회전과 열매체유(20)에 의한 가열로 슈레다더스트와 수지 혼합물은 겔상태로 되어 균등하게 혼합되었다.

상기 겔상태로 균등하게 혼합된 슈레다더스트와 수지 혼합물을 분배기를 통하여 일정한 양씩 육면체로 된 블록성형기에 넣고 7㎏/㎠의 압력으로 압축시켜 슈레다더스트를 이용한 블록의 성형을 완성하였다.

상기 완성된 블록은 그 외부로 수지코팅을 하여 도로경계석으로 사용하였더니 슈레다더스트 내 함유되어 있던 돌, 금속, 플라스틱 등의 물질에 의해 장력을 갖고 있어 쿠션역할을 함으로써 안전사고를 예방할 수 있었으며 건물의 내·외장재로도 사용할 수 있었다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 슈레다더스트를 이용한 성형품 및 그의 제조방법은 지금까지 매립 또는 소각하는 방법으로 처리하여 여러가지 공해문제를 야기시키던 슈레다더스트를 이용하여 원자재비용이 들지 않는 성형품을 제공할 수 있게 함으로써 자원절감이라는 경제적 효과뿐만 아니라 점차 심각해지고 있는 환경문제에 보다 큰 역할을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 슈레다더스트를 이용한 성형품을 제조하는 공정을 나타내는 처리공정도,

도 2는 본 발명의 제조장치 중 혼합믹서의 가열 및 교반방법의 제1실시예를 보여주는 단면도,

도 3은 본 발명의 제조장치 중 혼합믹서의 가열 및 교반방법의 제2실시예를 보여주는 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10,10′: 회전날개 20,20′: 열매체유

30,30′: 열매체유관 40,40′: 혼합믹서

Claims

슈레다더스트를 트롬멜선별기에서 선별하고 부피가 큰 협잡물은 파쇄기에서 50∼100㎜이하로 파쇄하여 혼합믹서로 유입시키는 전처리공정;

상기 슈레다더스트가 유입된 혼합믹서를 100∼150℃로 가열한 후 수지로 된 바인더를 투입하여 용융시키고 교반시키는 혼합공정;

상기 혼합공정을 통하여 겔상태로 된 슈레다더스트와 수지 혼합물을 분배기를 통하여 일정한 양씩 성형기에 넣고 7㎏/㎠의 압력으로 압축시켜 성형하는 후처리공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 슈레다더스트를 이용한 성형품 제조방법.
제 1항의 혼합공정에 있어서, 상기 혼합믹서에 유입된 슈레다더스트에 스폰지, 섬유, 기타물질이 많이 함유되어 있는 경우 혼합믹서의 온도를 130∼150℃로 하고, 플라스틱이 많이 함유되어 있는 경우 혼합믹서의 온도를 100∼130℃로 하는 것을 특징으로 하는 슈레다더스트를 이용한 성형품 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 혼합공정에서 혼합믹서는 마찰열과 열매체유를 사용하여 가열되는 것을 특징으로 하는 슈레다더스트를 이용한 성형품 제조방법.
슈레다더스트를 트롬멜선별기에서 선별하고 부피가 큰 협잡물은 파쇄기에서 50∼100㎜이하로 파쇄하여 혼합믹서로 유입시키고, 혼합믹서의 온도를 100∼150℃로 가열한 후 수지로 된 바인더를 투입하여 용융시켜 교반시키고, 분배기를 통하여 일정한 양씩 성형기에 넣고 7㎏/㎠의 압력으로 압축·성형함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 슈레다더스트를 이용한 성형품.